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NOUVEAU PROGRAMME DISPONIBLE SUR: BULLETIN OFFICIEL SPÉCIAL N° 4 DU 29 AVRIL 2010 Présentation nouvelle seconde.

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1 NOUVEAU PROGRAMME DISPONIBLE SUR: BULLETIN OFFICIEL SPÉCIAL N° 4 DU 29 AVRIL 2010 Présentation nouvelle seconde

2 Esprit du nouveau programme Le préambule : passage obligé. La grille du programme Le préambule au nouveau programme de seconde présente les objectifs à atteindre ainsi que les modalités de mise en œuvre. La grille du programme nindique pas lesprit de celui-ci mais les contenus et notions à aborder, ainsi que les connaissances, capacités et attitudes attendues à la fin de lannée.

3 Objectifs Donner à lélève une culture scientifique et citoyenne lui permettant de se situer et dagir au sein de la société. Lui donner une formation de base suffisante pour avoir une analyse critique des problèmes posés et des solutions proposées.

4 Latout des sciences expérimentales Plutôt que de privilégier une réussite fondée sur des considérations virtuelles et formelles, dans le seul domaine de la pensée, latout des sciences expérimentales comme la physique et la chimie est de sappuyer sur lobservation, le concret et le « faire ensemble ». Ainsi, il ne sagit pas de faire une sélection, un tri pour ne garder que ceux qui auraient le « niveau » pour faire des sciences, mais plutôt de « donner aux jeunes le goût des sciences, en particulier aux filles, et faire découvrir les formations et les métiers liés aux sciences ».

5 Modalités Lenseignement des sciences physiques permet la construction progressive et la mobilisation du corpus de connaissances scientifiques de base, en développant des compétences (…) apportées par une initiation aux pratiques et méthodes des sciences expérimentales et à leur genèse : la démarche scientifique lapproche expérimentale la mise en perspective historique pour lesquelles sont convoquées : la coopération interdisciplinaire lusage des TIC lentrée thématique.

6 La démarche scientifique Initier lélève à la démarche scientifique cest lui permettre dacquérir des compétences qui le rendent capable de mettre en œuvre un raisonnement pour identifier un problème, formuler des hypothèses, les confronter aux constats expérimentaux et exercer son esprit critique. Il doit pour cela pouvoir mobiliser ses connaissances, rechercher, extraire et organiser linformation utile, afin de poser les hypothèses pertinentes. Il lui faut également raisonner, argumenter, démontrer et travailler en équipe. Dans la continuité du collège, la démarche dinvestigation sinscrit dans cette logique pédagogique.

7 Compétences Proposition de définition : Mobilisation dun ensemble de connaissances, capacités et attitudes permettant de résoudre un problème complexe. Six grands axes : Sapproprier Analyser Réaliser Valider Communiquer Etre autonome

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10 Lévaluation Lévaluation doit ainsi être pensée dans le cadre de la grille de compétences. (Toujours se poser la question : quelle compétence jévalue ?) On névalue pas deux fois la même compétence dans un devoir et on névalue pas toutes les compétences dans un même devoir. (Restons modestes) Les compétences évaluées devraient apparaître sur le devoir ainsi que tout au long de lannée. Lélève sait ainsi sur quoi il va être évalué. La colonne de droite, intitulée « Compétences attendues » nous indique les connaissances, capacités et attitudes évaluables. Chacune fait référence à une ou plusieurs compétences de la grille.

11 Lentrée thématique Lapproche thématique permet aussi de développer lintérêt pour les sciences en donnant du sens aux contenus enseignés en explorant des domaines très divers, tout en gardant un fil conducteur qui assure une cohérence à lensemble des notions introduites. Les thèmes permettent à la discipline daborder et dillustrer de façon contextualisée, à partir de problématiques dordre sociétal ou naturel, des contenus et méthodes qui lui sont spécifiques. Certaines notions sont présentes dans plusieurs thèmes, voire plusieurs fois dans un même thème ; le professeur peut ainsi les aborder sous des angles différents, les compléter ou bien ne pas y revenir sil considère quelles sont acquises. La seule contrainte est quen fin dannée scolaire lenseignement dispensé au travers des trois thèmes ait couvert lensemble des notions et contenus.

12 ENTRÉE PAR LE THÈME SANTÉ Un exemple: réfraction, réflexion Exemple de progression: Semaine 1 : Signaux périodiques. TP 1 : électrocardiogramme Semaine 2 : Exercices. Ondes sonores. TP 2 : audiogramme ou échographie Semaine 3 : exercices. Contrôle. TP 3 : fibroscopie

13 pour observer lintérieur de lestomac sans acte chirurgical, le médecin utilise un fibroscope. TP 3 : Fibroscopie Vous disposez dune boîte percée dun trou, représentant lestomac, et dune balle de pig pong représentant un corps à lintérieur de lestomac. Comment observer la balle à lintérieur de la boîte ? Remarque : la balle ne peut être éclairée directement. (matériel proposé : ordinateur + webcam, fibre optique, laser) / Attention aux consignes de sécurité avec le laser. Situation déclenchante Réflexion collective. Sapproprier, communiquer des-urgences/2006/09 niques-des-urgences/2006/09

14 RÉPONSES ATTENDUES TP 3 : Fibroscopie (suite) La webcam doit être placée dans la boîte Il faut éclairer lobjet au moyen de la fibre optique et du laser. Toutes les autres propositions émises par les élèves.

15 TP 3 : fibroscopie (suite) Réalisation de lexpérience

16 TP 3 : fibroscopie (suite) Questionnement Comment se propage la lumière ? Comment se propage la lumière dans la fibre optique ? Schématisez vos hypothèses. Réponses attendues La lumière se propage en ligne droite dans un milieu homogène Plusieurs hypothèses possibles : courbure de la lumière, présence de miroirs, réflexions multiples à lintérieur de la fibre, etc. Sapproprier Analyser Réaliser

17 TP 3 : fibroscopie (suite) Vérification expérimentale Le professeur distribue les « tuyaux » de gélatine et les lasers. Les élèves valident ou invalident leurs hypothèses. On doit ressortir quil y a réflexion totale à la surface de séparation des deux milieux. Réaliser Valider

18 TP 3 : fibroscopie (suite)

19 TP 3 : fibroscopie (fin) Reproduire ce phénomène avec un hémi-cylindre de plexiglas. Y a-t-il toujours réflexion totale ? Les élèves manipulent de façon qualitative. Le professeur veille à ce quils voient que la réflexion totale na lieu que dans le cas du passage plexiglas – air, et au-delà dun angle dincidence limite. Institutionnalisation des connaissances : dioptre, normale, angle dincidence, angle de réflexion, rayon incident, rayon réfléchi et rayon réfracté. Réflexion totale. Schéma.

20 ENTRÉE PAR LE THÈME UNIVERS Un exemple: réfraction, réflexion Exemple de progression: Semaine 1 : Description de lunivers. TP 1 : Lunivers, de linfiniment grand à linfiniment petit. Puissances de 10. Semaine 2 : Exercices. TP 2 : larc-en-ciel. Réfraction, réflexion, dispersion Semaine 3 : Contrôle. TP 3 : Lois de Snell-Descartes.

21 Observez bien les photos ci-dessous. En dehors de larc-en-ciel, quels points communs y a-t-il entre chaque photo ? TP 2 : Larc-en-ciel Situation déclenchante Analyser Communiquer Sapproprier en-ciel-coucher-du-soleil s/arcEnCiel.html /articles/arcEnCiel.html

22 TP 2 : Larc-en-ciel (suite) Réponses attendues Il y a du soleil Il y a de leau Autres ?

23 Répondez aux questions suivantes 1/ Rappelez quelles sont les conditions pour voir un objet. 2/ Larc-en-ciel nétant pas une source primaire de lumière, doù provient la lumière qui nous est diffusée ? 3/ Quelle est la couleur de cette lumière ? Comment se propage-t-elle ? Sapproprier Analyser, communiquer

24 TP 2 : larc-en-ciel (suite) Vous disposez de trois éléments : le soleil une goutte deau lœil de lobservateur Proposez un schéma illustrant le trajet de la lumière. Vous représenterez les rayons lumineux par des segments fléchés rectilignes. Analyser, réaliser

25 Schémas attendus

26 TP 2 : Larc-en-ciel (suite) Vous disposez de : Une cuve cylindrique remplie deau, représentant la goutte deau Une source de lumière blanche représentant le soleil Un écran blanc représentant votre œil Réalisez le montage illustrant votre schéma. Votre hypothèse est-elle validée ? Notez vos observations. Réaliser, être autonome, communiquer

27 Quelques photos de lexpérience

28 Photos (suite)

29 TP 2 : larc-en-ciel (suite) Réponses attendues : La lumière traverse la goutte La lumière traverse la goutte et est déviée La lumière rebondit un peu sur la goutte Une partie de la lumière traverse et une autre partie rebondit sur la goutte On voit larc-en-ciel, etc.

30 TP 2 : larc-en-ciel (fin) Institutionnalisation : Définition de la réfraction Définition de la réflexion Définition de la dispersion

31 TP 3 : lois de la réfraction Approche historique de la réfraction I/ Histoire Claude Ptolémée Au sujet de ses résultats, Ptolémée sest livré à des commentaires dordre qualitatif. Il a observé que : 1. le rayon incident et le rayon réfracté sont situés dans un plan perpendiculaire à la surface du milieu de séparation, 2. les rayons perpendiculaires à la surface ne sont pas réfractés, Robert Grosseteste Il fut lun des pionniers de la méthode expérimentale moderne en affirmant que lexpérimentation était le meilleur moyen détudier la réflexion et la réfraction de la lumière. La loi de la réfraction quil avait proposée est que langle de réfraction est égal à la moitié de langle dincidence Johannes Kepler Ce savant proposa une relation de proportionnalité entre les angles de réfraction et d'incidence pour des valeurs dangles petites. René Descartes La loi quil donne repose sur des résultats expérimentaux mais a également un caractère théorique. Elle fait intervenir une fonction trigonométrique et est de la forme : sin i 1 = k sin r 1, k étant un nombre constant caractérisant le milieu dans lequel le rayon est réfracté.

32 Tp 3 : lois de la réfraction (suite) II- Comparaison des différentes lois : Compléter le tableau suivant en indiquant la loi donnée par chacun des scientifiques cités dans le texte ainsi que lépoque à laquelle chacun deux vivait. Scientifique Époque où il a vécu Nationalité Loi proposée Sapproprier, communiquer, être autonome m/?p=215 es.com ple/700/ / eenligne.com/pages/18.2. html

33 Tp 3 : Lois de la réfraction (suite et fin) III/ Avec le matériel à votre disposition, vérifier les hypothèses formulées par ces savants. (Les élèves doivent arriver à la nécessité de faire des mesures et donc, détablir un tableau de mesures, de i, r, sin i et sin r. Au lieu de leur demander de tracer une courbe, on peut leur faire calculer les rapports i/r et sin i/sin r.) Conclusion attendue : toutes les hypothèses sont justes sauf celle de Grosseteste. Fin du TP : le professeur énonce les lois de Descartes sur la réfraction. Réaliser, valider, être autonome, communiquer

34 DÉMARCHE DINVESTIGATION AUTOUR DU COCA COLA. PROGRAMME : SOLUTION : SOLVANT, SOLUTÉ, DISSOLUTION DUNE ESPÈCE MOLÉCULAIRE OU IONIQUE. CONCENTRATIONS MASSIQUE ET MOLAIRE DUNE ESPÈCE EN SOLUTION NON SATURÉE. DILUTION DUNE SOLUTION. PRÉLEVER UNE QUANTITÉ DE MATIÈRE D'UNE ESPÈCE CHIMIQUE DONNÉE. ÉLABORER OU METTRE EN ŒUVRE UN PROTOCOLE DE DISSOLUTION, DE DILUTION. Un exemple en chimie, thème santé: Concentration massique

35 Situation déclenchante : Doc 1: « Consommer fréquemment des boissons riches en sucre (jus, sodas) représente un véritable danger potentiel pour la santé. En effet, labus de sucre favorise le risque de surpoids, dobésité et de diabète de type 2. » « sucre.html » sucre.html Doc 2: « Vous vous êtes toujours demandé combien de sucres vont ingurgitez quand vous buvez votre soda favori: le coca cola. Voici la réponse: près de 10 morceaux de sucres représentant 39 grammes de sucre dans chaque canette de 33cl de coca-cola. Pour les bouteilles cela est encore plus terrifiant comptez- vous même… » coca-cola.html Sapproprier

36 Questions préliminaires On cherche à vérifier si laffirmation du document 2 est exacte. Pour simplifier, on suppose que le Coca Cola nest constitué que deau et de sucre (saccharose) Vous disposez de balances, de sucre en poudre, deau distillée et de toute la verrerie nécessaire (éprouvettes graduées, fioles jaugées, béchers). Sans entrer dans les détails, proposez une méthode pour vérifier la validité de cette affirmation. ( Réflexion collective par groupes de 4.) ( Restitution orale devant la classe. Discussion sur les propositions.) Remarque: nous navons pas à notre disposition de verrerie de 33 cL, 0,5L ou 1L. Analyser Communiquer

37 Réponses attendues Il faut peser Il faut mesurer Il faut mélanger du sucre à de leau et comparer avec le coca. Il faut trouver il y a combien de sucre dans 100 mL de coca et préparer une solution équivalente Il faut comparer la masse de 100 mL de coca et celle de 100 mL de solution deau sucrée. Etc. (liste non exhaustive)

38 Recadrage du professeur Si besoin, le professeur oriente la discussion sur le besoin de connaître la masse de sucre dissout non pas dans 33cL mais dans 50 ou 100 mL Il peut alors dores et déjà présenter lutilité de la grandeur « concentration massique » Enfin, il arbitre sur la méthode : Réaliser une solution deau sucrée à la bonne concentration massique (certains élèves auront une fiole de 50 mL et dautres, une fiole de 100 mL) Peser un volume identique de Coca Cola et de solution préparée.

39 Protocoles expérimentaux Vous disposez de balances, fioles jaugées, éprouvettes graduées, béchers, spatules, pipettes, entonnoirs, pissettes deau distillée, sucre en poudre et Coca Cola. Proposez par écrit un protocole permettant de réaliser une solution deau sucrée de même concentration massique que le Coca Cola. Réalisez cette dissolution. Analyser Communiquer Réaliser

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41 Discussion autour des expériences réalisées Le professeur pointe les différents protocoles proposés et soulève des questions: Le volume de la solution est-il le même que celui de leau mise avant dissolution du sucre ? De quoi doit-on tenir compte, du volume deau ou du volume de la solution finale ? Le professeur fait le point sur le bon protocole Communiquer Valider

42 Mesures finales La solution de concentration voulue étant préparée, reste à comparer les masses des deux liquides, à volume égal. Une discussion peut avoir lieu sur lorigine de lécart mesuré. Valider

43 Synthèse finale Synthèse en cours : Chapitre X – SOLUTION ET CONCENTRATION MASSIQUE Solutions et dissolution. Solution, soluté, solvant. Solutions moléculaires. Solutions ioniques. Solubilité dune espèce chimique. Concentration massique. Masse et volume. Définition de la concentration massique. Comment lire létiquette dun médicament. Préparation dune solution par dissolution. Masse despèce chimique à dissoudre. Dissolution : utilisation de la fiole jaugée.


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